Датчик Холла или датчик Холла представляет собой встроенный датчик, основанный на эффекте Холла и состоящий из элемента Холла и его вспомогательной цепи. Датчик Холла широко используется в промышленном производстве, транспорте и повседневной жизни. Из внутреннего устройства датчика Холла или в процессе использования вы обнаружите, чтопостоянный магнитявляется важной рабочей частью. Почему для датчиков Холла необходимы постоянные магниты?
Прежде всего, начнем с принципа работы датчика Холла, эффекта Холла. Эффект Холла — разновидность электромагнитного эффекта, который был открыт американским физиком Эдвином Гербертом Холлом (1855-1938) в 1879 году при изучении механизма проводимости металлов. Когда ток проходит через проводник перпендикулярно внешнему магнитному полю, носитель отклоняется, и создается дополнительное электрическое поле, перпендикулярное направлению тока и магнитного поля, в результате чего на обоих концах проводника возникает разность потенциалов. Это явление — эффект Холла, который еще называют разностью потенциалов Холла.
Эффект Холла – это, по сути, отклонение движущихся заряженных частиц под действием силы Лоренца в магнитном поле. Когда заряженные частицы (электроны или дырки) удерживаются в твердых материалах, это отклонение приводит к накоплению положительных и отрицательных зарядов в направлении, перпендикулярном току и магнитному полю, образуя таким образом дополнительное поперечное электрическое поле.
Мы знаем, что когда электроны движутся в магнитном поле, на них действует сила Лоренца. Как и выше, давайте сначала посмотрим на картинку слева. Когда электрон движется вверх, создаваемый им ток движется вниз. Что ж, воспользуемся правилом левой руки, пусть магниточувствительная линия магнитного поля B (выстреленная в экран) проникает в ладонь, то есть ладонь направлена наружу, и направим четыре пальца на текущем направлении, то есть на четыре пункта вниз. Тогда направление большого пальца — это направление силы электрона. Электроны смещаются вправо, поэтому заряд в тонкой пластинке будет наклоняться в одну сторону под действием внешнего магнитного поля. Если электрон наклонится вправо, то с левой и правой стороны образуется разность потенциалов. Как показано на рисунке справа, если вольтметр подключен с левой и правой стороны, напряжение будет обнаружено. Это основной принцип индукции зала. Обнаруженное напряжение называется напряжением, индуцированным Холлом. Если убрать внешнее магнитное поле, напряжение Холла исчезнет. Если представлено изображением, эффект Холла выглядит следующим образом:
i: направление тока, B: направление внешнего магнитного поля, V: напряжение Холла, а маленькие точки в рамке можно рассматривать как электроны.
Из принципа работы датчика Холла видно, что датчик Холла является активным датчиком, для работы которого требуется внешний источник питания и магнитное поле. Учитывая требования небольшого объема, легкого веса, низкого энергопотребления и удобства использования при применении датчика, для подачи внешнего магнитного поля используется простой постоянный магнит, а не сложный электромагнит. Более того, в основных четырех типах постоянных магнитовСмКоиNdFeB редкоземельные элементыМагниты обладают такими преимуществами, как высокие магнитные свойства и стабильная рабочая стабильность, что позволяет высокопроизводительному датчику или датчику Холла достигать точности, чувствительности и надежных измерений. Поэтому NdFeB и SmCo используют больше, чемМагниты преобразователя на эффекте Холла.
Время публикации: 10 сентября 2021 г.